镁合金表面水滑石及氢氧化镁改性膜的制备及耐蚀性研究
发布时间：2021-08-21 15:08
镁合金由于密度小、比强度高、良好的加工性能而被广泛应用于汽车、航空航天、电子产品等领域,然而其过快的腐蚀速率限制了进一步应用。为了提高镁合金的耐蚀性能,镁合金在应用以前一般要进行表面处理。为了提高镁合金耐蚀性,本文制备了两种复合涂层:（1）利用水热法在AZ31镁合金表面制备氢氧化镁涂层,然后通过浸泡法得到不同浓度硅烷/铈盐改性氢氧化镁的复合涂层;（2）利用水热法在AZ31镁合金表面制备氢氧化镁涂层,然后浸泡到不同浓度的十二硫醇溶液中得到改性的复合涂层。此外,本文还探究了钒酸根水滑石作为缓蚀剂对镁合金的缓蚀作用。采用X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外仪（FT-IR）、拉曼光谱仪（Raman）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、接触角测试仪（CA）、X射线光电子能谱仪（XPS）来表征样品表面的微观形貌、结构和元素成分;通过电化学测试、析氢试验以及浸泡试验表征样品的耐蚀性能及腐蚀行为。实验结果表明,水热法制备的氢氧化镁涂层结构致密,有效地提高了 AZ31基体在3.5 wt.%NaCl溶液中的耐蚀性。硅烷/铈盐改性后的氢氧化镁复合涂层具有疏水性能,当硝酸铈的添加量为10-3 M（mol/L...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１?ＡＺ３１镁合金基体，氢氧化镁涂层以及硅烷／铺盐改性涂层样品的ＸＲＤ图??Ｆｉｇ?３．１?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ：?（ａ）?ＡＺ３１?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，?（ｂ）?Ｍｇ（ＯＨ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｃ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，??
山东科技大学工程硕士学位论文?硅烷／铈盐改性氢氧化镁涂层的制备及耐蚀性研究??图３．１为ＡＺ３１镁合金基体，氢氧化镁涂层以及硅烷／铞盐改性涂层样品的??ＸＲＤ图。图３．１ａ显示了镁合金典型的ａ－Ｍｇ相，图３．１ｂ揭示了氢氧化镁的特征??峰，证明了水热法成功制备氢氧化镁涂层。加入ＰＭＴＭＳ后得到的ＸＲＤ衍射峰??峰位与图３．１ｂ—致，但所有峰的衍射强度均降低（图３．１ｃ）。究其原因，可能是??较厚的非晶态的硅烷涂层阻碍了?Ｘ射线的穿透。此外，值得注意的是，图３．１ｄ－??ｆ的结果说明，当硅烷溶液中加入硝酸铈后，ＸＲＤ也没有明显的变化，可能是??由于硝酸铈的浓度太低。??３．２．２微观形貌及表面润湿性分析??＾?ＳＫＥＷ！?＾?＾??Ｉ??图３．２氢氧化镁涂层以及硅烷／铈盐改性涂层样品的ＳＥＭ图谱和接触角??Ｆｉｇ．?３．２?ＳＥＭ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅｓ?（ｉｎｓｅｔ）?ｏｆ?（ａ）?Ｍｇ（０Ｈ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｂ）??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｃ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２＇?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｄ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２２??ｃｏａｔｉｎｇ?ａｎｄ?（ｅ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２３?ｃｏａｔｉｎｇ??氢氧化镁涂层以及硅院／铈盐改性涂层样品的微观形貌和接触角如图３．２所??示
?硅焼／铈盐改性氢氧化镁涂层的制备及耐蚀性研究??发生了不同的变化。当硝酸铈的浓度不大于１（Ｔ３Ｍ时，微裂纹逐渐消失，部分??团聚物凸起（图３．２ｄ－ｅ）。而硝酸铈添加量超过１（Ｔ３Ｍ时，团聚物变大，部分微??裂纹又重新出现（图３．２ｆ），这是由于硅烷链的水解和Ｓｉ－ＯＨ的形成，该现象已??被一些研宄证明［％６２］。??表３．１氢氧化镁涂层以及硅院／铺盐改性涂层样品的成分分析??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?Ｍｇ（０Ｈ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２１?ｃｏａｔｉｎｇ，?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２２?ｃｏａｔｉｎｇ?ａｎｄ??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２３ｃｏａｔｉｎｇ?ｉｎ?ａｔ．?％??Ｐｏｉｎｔ?Ｃ?０?Ｍｇ?Ａ１?Ｓｉ?Ｃｅ??Ｐｏｉｎｔ?１?－?８．９５?８９．５２?１．５３?－?－??Ｐｏｉｎｔ?２?－?６５．９４?３３．６７?０．３９?－?－??Ｐｏｉｎｔ?３?１５．３５?４３．４３?３５．７８?０．５２?４．９１?－??Ｐｏｉｎｔ?４?１５．１４?４３．８６?３６．５５?０．６１?３．８０?０．０４??Ｐｏｉｎｔ?５?１５．６６?４８．８７?２９．６９?０．３４?５．０３?０．４１??Ｐｏｉｎｔ?６?３６．３５?３６．２６?１０．２５?０．４０?１５．５５?１．１８??涂层的表面润湿性能由接触角大小表示。测量时
【参考文献】：
期刊论文
[1]Corrosion resistance of a superhydrophobic micro-arc oxidation coating on Mg-4Li-1Ca alloy[J]. Lan-Yue Cui,Han-Peng Liu,Wen-Le Zhang,Zhuang-Zhuang Han,Mei-Xu Deng,Rong-Chang Zeng,Shuo-Qi Li,Zhen-Lin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
[2]镁合金表面处理技术的研究进展[J]. 刘妍,杨富巍,张昭,左国防,朱元成,郭峰,白晓华,樊娟. 腐蚀科学与防护技术. 2013(06)
[3]硅烷化处理在镁合金表面防腐中的应用[J]. 乔丽英,何聪,谈安强,况新亮,高家诚. 功能材料. 2013(09)
[4]镁合金的腐蚀与防护研究进展[J]. 王福会,杜克勤,张伟. 中国材料进展. 2011(02)
[5]镁合金表面常规处理与硅烷化处理技术[J]. 方欣欣,曹岳斌,梁伟,李清,万红,曹献龙. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(02)
[6]镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究[J]. 蒋永锋,周海涛,曾苏民. 电镀与涂饰. 2009(11)
[7]镁合金表面化学转化膜的研究进展[J]. 曾荣昌,兰自栋,陈君,莫鲜花,韩恩厚. 中国有色金属学报. 2009(03)
[8]镁及镁合金的应用与研究[J]. 姚素娟,张英,褚丙武,梁冬梅. 世界有色金属. 2005(01)
[9]镁合金的腐蚀行为与表面防护方法[J]. 周婉秋,单大勇,曾荣昌,韩恩厚,柯伟. 材料保护. 2002(07)
[10]镁及镁合金腐蚀最新研究进展[J]. 黄光胜,范永革,汤爱涛,汪凌云. 材料导报. 2002(04)
本文编号：3355833
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１?ＡＺ３１镁合金基体，氢氧化镁涂层以及硅烷／铺盐改性涂层样品的ＸＲＤ图??Ｆｉｇ?３．１?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ：?（ａ）?ＡＺ３１?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，?（ｂ）?Ｍｇ（ＯＨ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｃ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，??
山东科技大学工程硕士学位论文?硅烷／铈盐改性氢氧化镁涂层的制备及耐蚀性研究??图３．１为ＡＺ３１镁合金基体，氢氧化镁涂层以及硅烷／铞盐改性涂层样品的??ＸＲＤ图。图３．１ａ显示了镁合金典型的ａ－Ｍｇ相，图３．１ｂ揭示了氢氧化镁的特征??峰，证明了水热法成功制备氢氧化镁涂层。加入ＰＭＴＭＳ后得到的ＸＲＤ衍射峰??峰位与图３．１ｂ—致，但所有峰的衍射强度均降低（图３．１ｃ）。究其原因，可能是??较厚的非晶态的硅烷涂层阻碍了?Ｘ射线的穿透。此外，值得注意的是，图３．１ｄ－??ｆ的结果说明，当硅烷溶液中加入硝酸铈后，ＸＲＤ也没有明显的变化，可能是??由于硝酸铈的浓度太低。??３．２．２微观形貌及表面润湿性分析??＾?ＳＫＥＷ！?＾?＾??Ｉ??图３．２氢氧化镁涂层以及硅烷／铈盐改性涂层样品的ＳＥＭ图谱和接触角??Ｆｉｇ．?３．２?ＳＥＭ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅｓ?（ｉｎｓｅｔ）?ｏｆ?（ａ）?Ｍｇ（０Ｈ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｂ）??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｃ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２＇?ｃｏａｔｉｎｇ，?（ｄ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２２??ｃｏａｔｉｎｇ?ａｎｄ?（ｅ）?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２３?ｃｏａｔｉｎｇ??氢氧化镁涂层以及硅院／铈盐改性涂层样品的微观形貌和接触角如图３．２所??示
?硅焼／铈盐改性氢氧化镁涂层的制备及耐蚀性研究??发生了不同的变化。当硝酸铈的浓度不大于１（Ｔ３Ｍ时，微裂纹逐渐消失，部分??团聚物凸起（图３．２ｄ－ｅ）。而硝酸铈添加量超过１（Ｔ３Ｍ时，团聚物变大，部分微??裂纹又重新出现（图３．２ｆ），这是由于硅烷链的水解和Ｓｉ－ＯＨ的形成，该现象已??被一些研宄证明［％６２］。??表３．１氢氧化镁涂层以及硅院／铺盐改性涂层样品的成分分析??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?Ｍｇ（０Ｈ）２?ｃｏａｔｉｎｇ，?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ?ｃｏａｔｉｎｇ，??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２１?ｃｏａｔｉｎｇ，?Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２２?ｃｏａｔｉｎｇ?ａｎｄ??Ｍｇ（ＯＨ）２／ＰＭＴＭＳ／Ｃｅ〇２３ｃｏａｔｉｎｇ?ｉｎ?ａｔ．?％??Ｐｏｉｎｔ?Ｃ?０?Ｍｇ?Ａ１?Ｓｉ?Ｃｅ??Ｐｏｉｎｔ?１?－?８．９５?８９．５２?１．５３?－?－??Ｐｏｉｎｔ?２?－?６５．９４?３３．６７?０．３９?－?－??Ｐｏｉｎｔ?３?１５．３５?４３．４３?３５．７８?０．５２?４．９１?－??Ｐｏｉｎｔ?４?１５．１４?４３．８６?３６．５５?０．６１?３．８０?０．０４??Ｐｏｉｎｔ?５?１５．６６?４８．８７?２９．６９?０．３４?５．０３?０．４１??Ｐｏｉｎｔ?６?３６．３５?３６．２６?１０．２５?０．４０?１５．５５?１．１８??涂层的表面润湿性能由接触角大小表示。测量时
【参考文献】：
期刊论文
[1]Corrosion resistance of a superhydrophobic micro-arc oxidation coating on Mg-4Li-1Ca alloy[J]. Lan-Yue Cui,Han-Peng Liu,Wen-Le Zhang,Zhuang-Zhuang Han,Mei-Xu Deng,Rong-Chang Zeng,Shuo-Qi Li,Zhen-Lin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
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[6]镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究[J]. 蒋永锋,周海涛,曾苏民. 电镀与涂饰. 2009(11)
[7]镁合金表面化学转化膜的研究进展[J]. 曾荣昌,兰自栋,陈君,莫鲜花,韩恩厚. 中国有色金属学报. 2009(03)
[8]镁及镁合金的应用与研究[J]. 姚素娟,张英,褚丙武,梁冬梅. 世界有色金属. 2005(01)
[9]镁合金的腐蚀行为与表面防护方法[J]. 周婉秋,单大勇,曾荣昌,韩恩厚,柯伟. 材料保护. 2002(07)
[10]镁及镁合金腐蚀最新研究进展[J]. 黄光胜,范永革,汤爱涛,汪凌云. 材料导报. 2002(04)
本文编号：3355833
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